SMT生产中锡珠的产生原因及控制方法介绍 - 合明科技

十多年来，随着电子信息产品的轻、薄、省电、小型化、平面化的不断发展，促使不同用途的电子产品必须采用表面贴装（SMT）技术。而锡珠对于电子产品具有严重的危害性，因此如何减少锡珠是SMT 企业重点管控的内容之一。

根据相关案例，SMT 生产中，回流焊接时，由于锡膏金属微粒飞溅，容易形成微小球状焊料珠或不规则形状的焊料粒，这就是锡珠（见下图）。锡珠是SMT生产的主要缺陷之一，直径约为0.2 ～ 0.4mm，主要出现在贴片元件侧面或者IC 引脚之间，不仅影响PCB产品外观，而且在使用中可能造成短路现象，严重影响电子产品质量和寿命，甚至可能造成人身伤害。

一、模板问题导致产生锡珠及其控制方法

模板太厚，锡膏印刷就厚，回流焊后易产生锡珠。

模板厚度选择原则：

如模板太厚导致锡珠多，尽快重新制作模板。模板开孔未做防锡珠处理，易产生锡珠。无论有铅或无铅，印锡模板的Chip 件开孔均需防锡珠开孔。模板开口不当、过大、偏移，都会导致锡珠产生。PAD大小决定着模板开孔的大小，模板开口设计z关键的要素是尺寸、形状。为避免锡膏印刷过量，将开口尺寸设计成小于相应焊盘接触面积的10％ ；无铅模板开口设计应比有铅的大一些，使锡膏尽可能完全覆盖焊盘。 

二、印刷参数不当导致锡珠及其控制方法 

印刷完后锡膏有塌边现象，过回流炉后可能形成锡珠。锡膏有塌边，这和印刷机刮刀压力、速度、脱模速度有关系。如有锡膏塌边现象，需重新调整刮刀压力、速度或脱模速度，减轻塌边，减少锡珠发生。未对好位就开始印刷，印刷偏移,使部分锡膏沾到PCB 上，可能形成锡珠。PAD上印刷锡膏过厚,元件下压后多余锡膏溢流，易形成锡珠。锡膏印刷厚度是生产中一个主要参数，通常等于模板厚度的（1+10%±15%） 之间，过厚导致塌边易形成锡珠。 

印刷厚度是由模板厚度所决定，与机器的设定和锡膏特性有一定关系。印刷厚度的微量调整，经常是通过调节刮刀压力及印刷速度来实现。 

三、置件压力问题导致产生锡珠及其控制方法 

如果贴片中置件压力设定过大，当元件压在锡膏上时，就可能有一部分锡膏被挤在元件下面，回流焊阶段，这部分锡膏熔化易形成锡珠，因此应选择适当的置件压力。 

四、炉温问题导致产生锡珠及其控制方法 

回流焊曲线可分为预热、保温、回流和冷却四个阶段。预热阶段升温到120～ 150度之间，可除去锡膏中易挥发的溶剂，减少对元件的热振动；同时锡膏内部会发生气化现象，如果锡膏中金属粉末之间的粘结力小于气化产生的力，就会有少量锡膏从PAD上溢流离开，有的则躲到片状阻容件下面，回流后形成锡珠。 

由此可见，预热温度越高、预热区升温太急，就会加大气化现象飞溅，就越容易形成锡珠。因此调整回流炉温、降低输送带速度，采取较适中的预热温度和预热速度来控制锡珠。 

五、制程管控问题导致产生锡珠及其控制方法 

锡膏使用注意事项主要包括以下几个方面：在规定的保存条件下，锡膏存储期限一般为3～ 6个月 ；锡膏使用应遵循“先进先出”原则，应以密封形式保存在恒温冰箱内，温度在2℃～ 10℃ ；使用前，从冰箱中取出、密封置于室温下至少回温4H，待锡膏达到室温时打开瓶盖，取出部分锡膏后，将里面的盖子与锡膏之间空气全部挤净，立即盖好外盖。若在低温开瓶，易吸收水汽，再流焊时易产生锡珠；开封后应按要求搅拌均匀，降低锡膏黏度，开盖后原则上应在当天内一次用完；锡膏置于模板上超过30分钟未使用时，应用印刷机的搅拌功能搅拌后再使用，若间隔时间较长（超过1H），应将锡膏重新放回罐中盖紧瓶盖，再次使用应搅拌均匀 ；从模板收掉锡膏时，要换另一个空罐装，防止污染新鲜锡膏，从模板上刮回的锡膏也应密封冷藏。 

制程管理也有其相应的要求：印刷时的z佳温度为25℃±3℃，相对湿度为45%～ 65%，温湿度过高，锡膏容易吸收水汽，回流时易产生锡珠；印刷失败后，z好用超声波清洗设备彻底清洗PCB，晾干后再放入烘箱按规范烘烤，以防止再使用时出现锡珠 ；清洁模板不及时、或擦拭不彻底，导致模板背面有残余锡膏，污染PCB板面，产生锡珠。必须严格按照模板清洁规范操作，确定专人清洁、检查；印刷锡膏后，PCB 应在尽可能短的时间内贴装完，以防止助焊剂等溶剂挥发，易产生锡珠。 

在SMT 生产中，产生锡珠的因素有诸多方面，只顾关注某一方面或调整某一项参数是远远不够的。我们需要在生产前的准备阶段和生产过程中仔细管控好各个细节，研究好如何控制影响锡珠的各项因素，从而使焊接达到z佳的效果，满足电子连技术的高质量要求。

六、电路板基板清洗

在电路板基板加工过程中，锡膏和助焊剂会产生残留物质，焊剂残留物会随着时间逐渐硬化并形成金属卤酸盐等腐蚀物，对电子产品的工作寿命和可靠性产生影响。因此彻底清除印制板的残留焊剂、焊料及其它污染物，对电路板基板进行清洗是非常有必要的。

不同类型的助焊剂残留的成分不同，水基清洗剂的清洗材料对去除焊接残留的能力也不同。在机器因素上，需考虑运行时是否存在泡沫问题。目前大部分清洗工艺分为超声波清洗工艺和喷淋清洗工艺。在喷淋清洗工艺下，对泡沫的容忍度更低，要求无泡或泡沫极小且能迅速消泡。

电路板基板清洗剂在满足清洗的条件下，还需考虑环保问题。目前普遍适用的是RoHS 2.0，REACH法规，欧盟无卤指令HF，索尼标准SS-00259等法令法规。在选择清洗剂的时候注意是否满足以上法令法规要求。

推荐合明科技的水基清洗剂W3000D-2,对电路板基板上锡膏和助焊剂会产生残留物质，有相当优秀的清洗效果。